高真空下における生物試料の生命維持機能の解明と宇宙環境への応用

• 研究課題/領域番号: 26506008
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 宇宙生命科学
• 研究機関: 浜松医科大学
• 研究代表者: 太田 勲 浜松医科大学, 光尖端医学教育研究センター, 技術専門員 (20464133)
• 研究分担者: 針山 孝彦 浜松医科大学, 医学部, 教授 (30165039) ; 高久 康春 浜松医科大学, 医学部, 特任助教 (60378700)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
• キーワード: 走査電子顕微鏡 / NanoSuit / 高真空 / 生命維持 / バリアー機能 / FE-SEM / バリアー性能

研究成果の概要

新たな宇宙実験材料として、重合薄膜『NanoSuit』によって保護された生物試料を用い、極限環境における生命維持メカニズムの解明を目的とした。宇宙ステーション軌道に相当する、電界放出型走査電子顕微鏡（FE-SEM）内の高真空環境（10-3-10-7Pa）を利用し、生命を保護するための新技術の開発を行った。その結果NanoSuitの新素材として、糖類とグリセリンを配合した新規合成溶液surface shield enhancer（SSE）の開発に成功し、含水状態のまま高解像度でFE-SEM観察が可能となった。また、多細胞生物に限らず幾種かの単細胞生物を高真空下で生命維持することにも成功した。

研究成果

• [雑誌論文] A modified ‘NanoSuit’ preserves wet samples in high vacuum: direct observations on cells and tissues in field-emission scanning electron microscopy. (2017)
  • 著者名/発表者名: Takaku Y, Suzuki H, Kawasaki H, Ohta I, Ishii D, Hirakawa S, Tsutsui T, Matsumoto H, Takehara S, Nakane C, Sakaida K, Suzuki C, Muranaka Y, Kikuchi H, Konno H, Shimomura M, Hariyama T
  • 雑誌名: R Soc Open Sci 巻: なし 号: 3 ページ: 160887-160887
  • DOI: 10.1098/rsos.160887
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Direct profiling of the phospholipid composition of adult Caenorhabditis elegans using whole-body imaging mass spectrometry. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hameed S, Ikegami K, Sugiyama E, Matsushita S, Kimura Y, Hayasaka T, Sugiura Y, Masaki N, Waki M, Ohta I, Hossen MA, Setou M
  • 雑誌名: Anal Bioanal Chem 巻: 407 号: 25 ページ: 7589-7602
  • DOI: 10.1007/s00216-015-8932-7
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A ‘NanoSuit’ surface shield successfully protects organisms in high vacuum: observations on living organisms in an FE-SEM (2015)
  • 著者名/発表者名: Y. Takaku, H. Suzuki, I. Ohta, T. Tsutsui, H. Matsumoto, M. Shimomura, T. Hariyama
  • 雑誌名: Proceedings of The Royal Society B 巻: 282巻1802号 号: 1802 ページ: 20142857-20142857
  • DOI: 10.1098/rspb.2014.2857
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dressing living organisms in a thin polymer membrane, NanoSuit, for high vacuum FE-SEM observation (2014)
  • 著者名/発表者名: Ohta I, Takaku Y, Suzuki H, Ishii D, Muranaka Y, Shimomura M, Hariyama T
  • 雑誌名: Microscopy 巻: 63 号: 4 ページ: 295-300
  • DOI: 10.1093/jmicro/dfu015
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 100ｋV汎用TEMのComputer Tomography (CT)による3D像を用いた細胞小器官の細胞活性に伴う構造比較 (2016)
  • 著者名/発表者名: 村中祥悟、太田勲、熊切葉子
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会
  • 発表場所: 仙台国際センター
  • 年月日: 2016-06-14
• [学会発表] Dressing living organisms in a thin polymer membrane, the NanoSuit, for high-vacuum FE-SEM observation. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hariyama T, Ohta I, Hirakawa S, Kawasaki H, Suzuki H, Ishii D, Muranaka Y, Shimomura M, Takaku Y
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会
  • 発表場所: 幕張メッセ国際会議場
  • 年月日: 2014-05-13
  • 招待講演